持续模拟干旱胁迫对胡麻萌发特性影响及品种抗旱性评价研究

采用PEG-6000模拟干旱持续胁迫,研究不同PEG-6000浓度对6个胡麻品种(坝选3号、晋亚11号、定亚23号、天亚9号、陇亚8号、陇亚11号)的种子萌发、幼苗生长和幼苗生理指标的影响,并对6个胡麻品种的萌发期抗旱性进行分析和评价。结果表明:随着PEG-6000浓度的升高,胡麻种子的发芽率、发芽势和发芽指数呈先增加后减小的趋势;地上部分长度、地下部分长度、地上部分鲜重及地下部分鲜重整体呈下降趋势;丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)活性呈先增后减的趋势,超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性呈增加趋势;萌发抗旱指数呈下降趋势。随着胁迫时间的增加,同一浓度下,MDA含量,POD、CAT、SOD活性均随着胁迫时间的增加逐渐增加。采用模糊数学隶属函数法,对6个胡麻品种萌发期抗旱性进行评价,其抗旱性强弱依次为:坝选3号晋亚11号定亚23号天亚9号陇亚8号陇亚11号。本研究为室内早期快速鉴定胡麻育种材料的抗旱性提供了参考依据。     

聚乙二醇（PEG6000）模拟干旱胁迫抑制矮沙冬青种子的萌发

本研究以新疆特有濒危保护植物矮沙冬青（Ammmopiptanthus nanus（M．Pop．）Chengf）的种子为材料,用不同渗透势浓度的聚乙二醇（PEG6000）模拟干旱胁迫,探讨干旱胁迫对矮沙冬青种子发芽率、平均发芽速度、胚轴和胚根长度及发芽指数、活力指数的影响。结果表明,不同浓度PEG胁迫处理均降低了种子的发芽率,延缓了矮沙冬青种了萌发进程;种子的发芽率、发芽指数和活力指数均随胁迫强度的增加呈明显下降趋势。当-1．20MPa的PEG胁迫处理的种子在试验结束时仍未能萌发,表明-1．20MPa是矮沙冬青种子萌发的临界水势。PEG模拟十旱胁迫中,当PEG处理为-0．2MPa时,虽然最终发芽率与对照一样,但其胚根、胚轴的长度都比对照短,说明矮沙冬青胚根、胚轴的生长比发芽率对干旱胁迫更敏感。干旱胁迫可能是导致矮沙冬青种群天然更新能力弱的原因之一。本研究将为矮沙冬青种质资源的保护和种群的恢复提供科学依据。     

干旱胁迫对窄叶鲜卑花种子萌发及幼苗生长的影响

[目的]研究干旱胁迫对窄叶鲜卑花种子萌发及幼苗生长的影响,为野生种驯化和种群恢复提供参考。[方法]以窄叶鲜卑花种子为实验材料,采用不同浓度聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫环境,研究干旱协迫强度对窄叶鲜卑花种子的吸胀速率、发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和种子抗旱萌发指数及幼苗生长情况的影响。[结果]随着干旱胁迫程度的加剧,窄叶鲜卑花种子的吸水过程表现出急速吸水期、缓慢上升期和吸水平稳期3个阶段;其发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数和种子抗旱萌发指数及苗高、根长,苗重与胁迫强度均呈负相关;当PEG浓度达30%时,种子萌发完全被抑制。另一方面,种子群体萌动、萌发和出苗达50%所需时间随胁迫强度的增加而越发延迟,且各阶段对环境临界水势要求不同,出苗阶段最为严格,表明种子出苗过程对环境水分胁迫较为敏感,耐旱能力较弱。[结论]干旱胁迫显著抑制了窄叶鲜卑花种子的萌发和幼苗生长,也说明水分是窄叶鲜卑花种子萌发和幼苗形成的主导因素之一,在较干旱地区种植需要考虑水分的供给。     

黑果枸杞种子萌发对PEG模拟干旱胁迫的响应

[目的]研究干旱胁迫对黑果枸杞种子萌发及幼苗生长的影响,为黑果枸杞人工栽培提供理论依据。[方法]通过聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)模拟干旱胁迫,测定不同干旱胁迫强度下黑果枸杞种子的萌发进程、发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、幼苗的生长、幼苗渗透调节物质、叶绿素含量等指标,研究干旱胁迫对黑果枸杞种子萌发及幼苗生长的影响。[结果]干旱胁迫不利于黑果枸杞种子的萌发,重度干旱胁迫推迟其萌发的高峰期;干旱胁迫下黑果枸杞种子的发芽率、发芽势均呈下降趋势,-0.6 MPa处理下,黑果枸杞种子发芽率、发芽势相对对照分别降低72.06%和74.07%;干旱胁迫对黑果枸杞种子发芽指数和活力指数有抑制作用,其抑制程度随干旱胁迫强度的增加而增加;适度干旱胁迫有利于黑果枸杞幼苗胚根和胚芽的生长,而中度、重度干旱胁迫不利于幼苗胚芽的生长;干旱胁迫下黑果枸杞幼苗根、芽脯氨酸含量和可溶性糖含量均随着胁迫程度的增加逐渐增加,而幼苗叶绿素含量(Chl a+b)随干旱胁迫强度的增加逐渐降低。[结论]干旱胁迫对黑果枸杞种子萌发及幼苗生长有重要影响,适度的干旱胁迫有利于黑果枸杞幼苗的生长。     

红小豆萌发期耐旱种质筛选

本研究采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的方法,首先研究了不同PEG-6000浓度对3份红小豆品种发芽期的根长、上胚轴长、真叶数、发芽指数和活力指数的影响,明确了红小豆萌发期模拟干旱胁迫的最适PEG-6000浓度为10%;进而以10%的PEG-6000对40份红小豆种质资源进行萌发期抗旱性鉴定,利用隶属函数法进行耐旱性的综合评价筛选耐旱红小豆种质2份,较耐旱型种质2份,耐旱中间型种质5份,干旱较敏感型种质6份,其余25份为干旱敏感型种质。     

辣椒不同品种种子萌芽期耐低温性及评价方法研究

以108个辣椒品种为试材, 测定了低温(18 ℃)下种子的相对发芽势、相对发芽率、相对胚根长、相对发芽指数和相对活力指数, 并采用极点排序法对辣椒不同品种的耐低温性进行综合评价。结果表明: 辣椒 不同品种种子萌芽期的耐低温性不同, 相对发芽率、相对发芽指数、相对胚根长和相对活力指数4项指标在不同品种间差异达显著水平(P<0.05)。选用上述4个指标, 采用极点排序法计算得到各品种的综合评价得分, 根据综合评价得分将108个辣椒品种分为10个耐低温品种, 9个低温敏感品种, 其余为中度耐低温品种。辣椒种子相对发芽势、相对胚根长与综合评价得分的相关性达到显著水平; 相对发芽率、相对发芽指数、相对活力指数与综合评价得分的相关性达极显著水平, 且相对活力指数与综合评价得分的相关性最高(r=0.899 9)。通过测定低温下辣椒品种萌芽期相关性状指标, 采用极点排序法可对辣椒种子萌芽期耐低温性进行快速、准确的评价。     

干旱胁迫对油菜种子萌发和幼苗生长的表型影响

采用17%的聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫的方法,研究其对15个油菜品系发芽期表型性状的变化及其抗旱能力的影响。为了研究干旱对种子萌发的影响,测出FG,T50,出苗率,鲜质量,干质量。结果表明,PEG-6000模拟干旱胁迫后,幼苗的相对活力指数在0.32~0.79,15个品种的平均相对活力指数为0.49。干旱胁迫后,15个油菜品种的平均苗高比对照降低40.68%,平均单株鲜质量比对照降低34.2%,平均成苗率比对照降低18%。在各种指标中,相对活力指数较为直观、综合地反映了发芽和生长性状,可作为油菜发芽期抗旱鉴定的主要指标。实验证明,干旱胁迫下,油菜幼苗形态特征发生明显变化,植株矮小或不发芽甚至死亡。     

红豆和白扁豆种子萌发和生长对盐胁迫的响应及其生理机制

为探讨红豆和白扁豆种子萌发及幼苗生长对盐胁迫的响应及其生理机制,以红豆品种‘渝红豆2号’和传统白扁豆品种为材料,分别用不同浓度NaCl （0 mmol·L^-1、20 mmol·L^-1、40 mmol·L^-1、60 mmol·L^-1、80 mmol·L^-1、100 mmol·L^-1）溶液处理种子,测定不同NaCl浓度胁迫下红豆和白扁豆种子的发芽指标及幼苗生长指标、叶片丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,分析NaCl胁迫对红豆和白扁豆种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明：1）随NaCl浓度增加,红豆和白扁豆种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均呈下降趋势。当NaCl浓度为80 mmol·L^-1时,白扁豆发芽势、发芽指数、活力指数降为0,红豆的发芽势、发芽指数、活力指数分别为20.00%、2.00、0.83;NaCl浓度为100 mmol·L^-1时,红豆的发芽率为16.67%,但白扁豆为0,这表明在盐胁迫下红豆较白扁豆具有更高的萌发能力。2）红豆与白扁豆相对盐害率随NaCl浓度的增加而增加,当NaCl浓度为80 mmol·L^-1和100 mmol·L^-1时,白扁豆相对盐害率为96.58%和96.67%,红豆相对盐害率为47.05%和83.18%,说明红豆受盐害程度较低。3）红豆与白扁豆幼苗胚根、胚芽及鲜重均随NaCl浓度增加而下降。NaCl浓度为100 mmol·L^-1时,白扁豆胚根长为0,红豆胚根长为0.23 cm。4）随NaCl浓度升高,红豆和白扁豆叶片的MDA含量均增加,造成细胞膜透性逐渐增大,但是红豆幼苗MDA积累量低于白扁豆,这表明红豆叶片细胞膜损伤较小。5） NaCl胁迫下,红豆与白扁豆SOD活性均显著升高,但红豆SOD活性显著高于白扁豆;NaCl胁迫下,POD活性显著升高,但白扁豆POD活性显著下降。研究发现红豆可通过提高SOD和POD活性以降低细胞膜氧化伤害,减少MDA积累量,进而提高种子萌发能力。在相同浓度NaCl胁迫下红豆较白扁豆有更高的耐盐性,能更好地适应盐胁迫环境。     

箭筈豌豆种质资源萌发期抗旱指标筛选及抗旱性评价

  【目的】  萌发期干旱影响绿肥作物箭筈豌豆 (Vicia sativa L.) 生产。筛选关键、敏感抗旱评价指标,开展不同箭筈豌豆萌发期抗旱性评价,为挖掘抗旱种质和开展抗旱性品种选育提供理论依据。  【方法】  选择分布于箭筈豌豆主要种植区的14份代表性箭筈豌豆种质资源为研究对象,以蒸馏水处理为试验对照,分别设置2.5%、5%、10%和15% 等4个不同PEG-6000 (高分子聚合物聚乙二醇6000) 模拟干旱胁迫处理,测定和计算发芽率、发芽势、发芽指数、种子萌发指数、胚根长、胚芽长、胚根重、胚芽重、胚根长/胚芽长值、胚根重/胚芽重值和活力指数等11项指标及其相应抗旱系数。  【结果】  4个PEG-6000浓度胁迫不同程度地降低了供试箭筈豌豆各测试指标及其抗旱系数 (P < 0.05),14个种质资源的测试指标变异系数为11.40%～48.71%,抗旱系数的变异系数为10.20%～46.56%。大多数测试指标抗旱系数间存在显著或极显著相关关系,相关系数变化范围为0.182～0.956。基于主成分分析方法,各指标抗旱系数降维为3个相互独立的主成分综合指标,3个主成分综合指标累计贡献率为85.9%。基于模糊数学隶属函数方法,各资源抗旱性综合评价指数 (D值) 平均数为0.420,变异系数为50.6%,9号种质资源D值最高,10号种质资源D值最低。基于聚类分析方法,14份箭筈豌豆资源可根据抗旱特性不同聚为4类,抗旱等级划分与不同等级D值大小相一致,9号资源为强抗旱资源,14号资源为较强抗旱资源,中等与弱抗旱资源占总资源量85.8%。基于逐步回归方法,抗旱性综合评价指数D值与各鉴定指标抗旱系数的回归关系为D = 1.31X₁ + 0.566X₂ + 0.183X₃–1.068 (R2 = 0.991, P < 0.001, X₁、X₂、X₃分别表示发芽指数、胚根重和胚根长抗旱系数)。  【结论】  抗旱性综合评价指数D值是表征种质资源萌发期抗旱特性的有效指标,发芽指数、胚根重和胚根长抗旱系数可以解释99.1%的不同种质资源抗旱性变异,鉴定获得2份萌发期抗旱性较强箭筈豌豆资源,85%以上的供试箭筈豌豆资源为中等或弱抗旱性种质资源,选择抗旱性种质资源是箭筈豌豆高效生产的重要方面。     

燕麦萌发期抗旱指标体系构建及综合评价

为探究不同燕麦品种间的抗旱性强弱,构建燕麦品种抗旱评价体系,以6种燕麦品种为试验材料,分别测定蒸馏水(对照,CK)、-0.2、-0.4、-0.8及-1.2 MPa聚乙二醇(PEG-6000)渗透胁迫下不同燕麦品种发芽势、发芽率、发芽指数等7项指标,分析不同干旱胁迫对燕麦种子萌发的影响;以鉴定指标相对值作为抗旱评价指标,在主成分分析的基础上利用GGE-biplot双标图,构建供试燕麦品种抗旱性的评价指标体系,并结合加权隶属函数法综合评价各燕麦品种的抗旱性能。结果表明,-0.2 MPa和-0.4 MPa PEG-6000处理对种子萌发和幼苗生长具有促进作用,其中不同燕麦品种在-0.4 MPa胁迫下相对发芽率、相对活力指数均显著高于CK和-1.2 MPa胁迫组(P0.05)。利用主成分分析与GGE-biplot双标图将7项评价指标转换为3个综合指标(Z1、Z2、Z3),构建出不同燕麦品种萌发期抗旱性评价体系。在Z1、Z2、Z3权重的基础上,结合加权隶属函数法评价出供试材料种子萌发期抗旱性强弱为青海燕麦甜燕1号燕麦奥塔燕麦ESK燕麦普兰顿燕麦干旱燕麦。本研究结果为燕麦抗旱性评价、抗旱品种选育及其机理研究提供了理论依据。     

改进的综合气象干旱指数在福建省的适用性分析

选取1961-2009年福建省5个气象站逐日气温和降水资料,引入线性递减非等权重方案计算综合气象干旱指数CI_new,通过比较分析CI_new与等权重方案计算的CI_old在干旱过程描述能力、干旱频率以及干旱年际变化特征上的差异,了解CI_new的改进效果及其在福建省的适用性.结果表明,CI_new与CI_old均能较合理地反映福建干旱频率分布特征和干旱强度变化特征,但CI_new在干旱监测过程中的不合理跳跃次数明显减少,有效克服了CI_old表现的不合理旱情加剧的问题;CI_new表现的缓解干旱的过程较CI_old敏感.因此,CI_new可以作为气象干旱监测业务和评估的指标之一.     

我国北方抗旱技术研究展望

本文回顾了国内外抗旱技术的进展，对中国北部地区的抗旱技术研究。包括农田基本建设，干旱监测和预报，抗灾适用技术以及减轻干旱影响的战略进行了展望。     

近800年唐山地区干旱灾害研究

对历史文献记载的公元1164-2000年唐山地区干旱灾害资料进行系统的整理和分析,研究了该区域的旱灾变化规律。结果显示：分析期旱灾共发生127次,平均每6.6a发生1次。轻度旱灾、中度旱灾、大旱灾、特大旱灾发生次数分别占旱灾发生总数的45.7%、25.2%、17.3%、11.8%。从时间段来看唐山旱灾发生频数呈现极少、多、少、极多的特点（对应时间段分别为公元1164-1487年、1488-1700年、1701-1800年、1801-2000年）,平均发生1次的时间间隔为46a、5a、10a、2.5a。本地区旱灾的产生与历史时期的气候异常变化和降水分布变化特征是一致的。     

Y干旱指数在冀东春旱监测中的应用

利用唐山地区3个国家基准站1971—2000年的春季逐日降水、日最高气温资料,从干旱实时监测气象服务的需要出发,考虑了近期降水、土壤底墒（前期降水）和气温三种要素,计算Y干旱指数,并制定了干旱等级标准。对Y干旱指数与土壤湿度干旱指数、降水百分率干旱指数进行了同期对比分析;利用没有参加干旱指标划分的2006、2007年春季的土壤湿度资料对制定的干旱指标进行检验。结果表明,Y干旱指数对冀东春旱具有很好的监测能力,Y干旱指数能够客观的反映唐山地区春季各月的干旱状况,并填补了土壤湿度监测的盲区,能较好的划分唐山地区春季干旱趋势和等级;在一段时间内降水时空分布均匀的情况下,用降水距平百分率干旱指数进行监测,效果较好。在2006—2007年的检验中,Y干旱指数与土壤干旱指数表现一致,在没有土壤测墒的地区和时段,利用Y干旱指数可代替土壤湿度监测,实现干旱无缝隙监测。     

3种枫香的根系构型及功能特征对干旱的响应

以 3 种 2 年生枫香幼苗：中国枫香(Liquidambar formosana)、缺萼枫香(Liquidambar acalycina)、北美枫香(Liquidambar styraciflua)为供试材料,采用完全随机区组试验研究了自然干旱对枫香实生苗根系构型和功能特征的影响。结果表明,除根系碳含量以外,各处理根系特征之间(包括树种及干旱处理)差异极显著 (P<0.01)。干旱胁迫下,缺萼枫香比根长、比表面积、根系分叉相对增长率最高,分别为 56%、30%、-4%,北美枫香最低,分别为 9%、-3%、-19%;北美枫香根尖密度、根系平均直径相对增长率最高,分别为 40%、-10%,缺萼枫香最低,分别为?-27%、-16%;北美枫香根系氮含量相对增长率最高,为 127%,中国枫香最低为 41%;中国枫香根系 C/N 比相对增长率最高为 -26%,北美枫香最低,为 -56%;0北美枫香>缺萼枫香。     

水杨酸对灌木幼苗抗旱性的影响

在水分胁迫条件下,以紫丁香、小叶锦鸡儿和乌苏里绣线菊2年生苗木为材料,叶面喷施不同浓度水杨酸。试验发现,水杨酸(SA)能有效降低水分胁迫条件下各树种叶片MDA含量,延缓可溶性蛋白质和叶绿素含量的下降。对各处理进行了抗旱性综合鉴定,证明了水杨酸预处理在灌木树种抵御干旱方面作用明显。7.0×10-5mol/L的SA既能显著提高丁香、小叶锦鸡儿和乌苏里绣线菊的水分利用效率,又能显著提高它们的抗旱能力。     

不同桃自根砧对干旱胁迫的生理响应及抗逆机理研究

砧木的抗旱能力直接影响桃品种生长发育,选择适宜抗旱性桃砧木对桃产业发展有积极的促进作用。为阐明不同桃砧木对干旱胁迫生理响应机制,以5种桃砧木扦插苗为试材,通过盆栽控水方式,研究不同程度干旱胁迫下5种桃自根砧的叶片水分特性、渗透调节物质、抗氧化物酶及叶绿素含量变化。结果表明,随着干旱程度加重,5种砧木相对含水量、临界含水量下降,自然饱和亏、临界饱和亏及需水程度上升,组织密度和自由水含量逐渐减少,束缚水含量则增大,持水能力、组织水势和耐旱系数下降。各干旱胁迫处理的丙二醛(MDA)含量、 游离脯氨酸(Pro)含量、可溶性糖含量和叶绿素含量均增加;过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性提高,其中随干旱程度加重,丙二醛(MDA)含量、游离脯氨酸(Pro)含量均呈增加趋势,SOD活性、CAT活性也均呈提升趋势,可溶性糖含量、叶绿素含量、POD活性变化不尽相同。综合隶属函数分析可知,桃自根砧品种间抗旱性由强到弱依次为樱桃李5号、RA、樱桃李3号、GF677、樱桃李1号。     

藜麦种子萌发阶段响应干旱和盐胁迫变化的综合评价

随着我国藜麦产业不断发展和利用边际性土地种植规模的扩大,藜麦种子萌发阶段对干旱和盐胁迫的响应研究越来越受到重视。本文采用室内PEG-6000模拟干旱胁迫和NaCl模拟盐胁迫,通过测定发芽率、发芽势、长度和鲜重等8个指标,对5个藜麦品种(系)(‘南非2号’‘陇藜1号’‘陇藜4号’、HTH-y605、HTH-01)种子萌发期对干旱和盐胁迫的响应进行综合评价研究,并利用主成分分析方法评价藜麦的抗旱性和耐盐性,指出抗旱性和耐盐性的主要评价指标。结果表明:在藜麦萌发阶段抗旱性综合评价中,主成分分析将8个指标归类为2个成分因子,各成分分别以相对长度和相对发芽率载荷量最大,可作为藜麦萌发期抗旱性主要鉴定指标。抗旱性强弱顺序为:‘南非2号’HTH-01‘陇藜4号’‘陇藜1号’HTH-y605。在其耐盐性综合评价中,通过主成分分析将8个指标归类为3个成分因子,相对长度、相对发芽率和相对发芽指数分别为各成分因子上最大的载荷,可以作为藜麦萌发期耐盐性的主要鉴定指标,耐盐性强弱顺序为:HTH-01HTH-y605‘陇藜4号’‘陇藜1号’‘南非2号’。相关性分析结果显示,不同藜麦品种萌发阶段抗旱性与耐盐性之间无明显相关性。研究发现藜麦不同品种在抗旱性和耐盐性具有遗传多样性,其机制有待进一步研究。研究结论对藜麦抗逆机理研究和品种选育有一定的参考价值,为当前中低产田开发利用提供了理论和数据支持。     

植物耐旱机制研究进展

干旱环境下植物通过不同耐旱途径抵御干旱胁迫。简介了植物耐旱机制中的渗透调节、质膜保护和抗氧化防御系统,水孔蛋白及其在水分平衡和抗脱水中的作用,胚胎发育晚期丰富表达蛋白(Lea蛋白)等研究进展。